路由器基礎(chǔ)講座

路由器知識(shí)講座第1頁(yè)，共69頁(yè)。主要內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)路由器的基本功能路由器的工作原理Cisco路由器產(chǎn)品介紹路由器的基本配置路由器連網(wǎng)中的故障分析KingNet第2頁(yè)，共69頁(yè)。一、網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)把計(jì)算機(jī)機(jī)網(wǎng)絡(luò)要實(shí)現(xiàn)的整體功能給予結(jié)構(gòu)化和模塊化，把整體功能劃分為幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子功能層次，各功能層次間有機(jī)連結(jié)在一起，下層支持上層，上層調(diào)用下層，即組成了網(wǎng)絡(luò)整體的分層體系結(jié)構(gòu)。KingNet第3頁(yè)，共69頁(yè)。ISO/OSI七層參考模型應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層通信介質(zhì)KingNet第4頁(yè)，共69頁(yè)。應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層資源子網(wǎng)通信子網(wǎng)KingNet第5頁(yè)，共69頁(yè)。物理層建立、維護(hù)和拆除物理鏈路的機(jī)械、電氣和功能的特征，把實(shí)體連接起來(lái)，在物理介質(zhì)上傳輸無(wú)特征的比特流網(wǎng)卡、RS－232C、V24、X.21、V35都屬于物理層范圍KingNet第6頁(yè)，共69頁(yè)。數(shù)據(jù)鏈路層 組織成幀和實(shí)現(xiàn)介質(zhì)訪問(wèn)控制，并用校驗(yàn)、確認(rèn)重發(fā)等機(jī)制把物理鏈路提升為無(wú)差錯(cuò)的數(shù)據(jù)鏈路。把無(wú)特征的二進(jìn)制位流組織成幀（Frame），在幀頭加源目的物理地址，保證以幀為單位可靠地將數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥康牡亍ingNet第7頁(yè)，共69頁(yè)。數(shù)據(jù)鏈路層分為MAC（介質(zhì)訪問(wèn)控制）子層和LLC（邏輯鏈路控制）子層。MAC主要是組織幀、封幀和解幀，并對(duì)網(wǎng)上多個(gè)站點(diǎn)實(shí)現(xiàn)介質(zhì)訪問(wèn)控制。LLC在頂端提供多個(gè)服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)LSAP，可為多個(gè)用戶進(jìn)程提供多條數(shù)據(jù)鏈路復(fù)用同一物理鏈路。KingNet第8頁(yè)，共69頁(yè)。網(wǎng)絡(luò)層對(duì)數(shù)據(jù)包從源節(jié)點(diǎn)，經(jīng)由中間一些節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的路徑進(jìn)行選擇（包括建立、維持、拆除等）和分組交換及流量控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸，使傳輸層擺脫路由選擇、交換方式、擁護(hù)控制等網(wǎng)絡(luò)細(xì)節(jié)，實(shí)現(xiàn)端到端的數(shù)據(jù)傳輸。KingNet第9頁(yè)，共69頁(yè)。TCP/IP分層結(jié)構(gòu)應(yīng)用層（進(jìn)程）傳輸層（TCP和UDP）網(wǎng)際層（IP）

物理層數(shù)據(jù)鏈路層物理層邏輯網(wǎng)絡(luò)KingNet第10頁(yè)，共69頁(yè)。TCP/IP和OSI對(duì)應(yīng)傳輸層（TCP和UDP）網(wǎng)際層（IP）

物理層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層KingNet第11頁(yè)，共69頁(yè)。TCP/IP邏輯網(wǎng)絡(luò)與上下層關(guān)系A(chǔ)機(jī)B機(jī)應(yīng)用層應(yīng)用層TCP層IP層通信子網(wǎng)一個(gè)統(tǒng)一的邏輯網(wǎng)絡(luò)EthernetARCnet····TokenRingKingNet第12頁(yè)，共69頁(yè)。TCP/IP數(shù)據(jù)的封裝過(guò)程TCP/UDP報(bào)文IP報(bào)頭IP數(shù)據(jù)幀頭物理幀數(shù)據(jù)IP數(shù)據(jù)包物理幀傳輸層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層IP報(bào)頭：源、目的IP地址，是邏輯地址幀頭：源、目的物理地址，是真實(shí)地址KingNet第13頁(yè)，共69頁(yè)。數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程路由器A路由器BIP尋徑IP尋徑IP數(shù)據(jù)報(bào)邏輯網(wǎng)IP層加幀頭去幀頭幀傳輸和直接尋徑數(shù)據(jù)鏈路層物理層KingNet第14頁(yè)，共69頁(yè)。路由器正是工作在IP下

三層的通信子網(wǎng)上，從

而屏蔽了底兩層物理網(wǎng)

絡(luò)的差異，實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)

絡(luò)的互聯(lián)。KingNet第15頁(yè)，共69頁(yè)。二、路由器的功能路由器Router路由KingNet第16頁(yè)，共69頁(yè)。主要功能連接多個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)或子網(wǎng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)間最佳尋徑和數(shù)據(jù)報(bào)傳送流量管理：包過(guò)濾、負(fù)載分流、負(fù)載均衡、優(yōu)先冗余和容錯(cuò)數(shù)據(jù)壓縮、加密KingNet第17頁(yè)，共69頁(yè)。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)路由器總是有多個(gè)LAN和WAN端口，每個(gè)端口所聯(lián)的網(wǎng)段是一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)或子網(wǎng)號(hào)。WANKingNet第18頁(yè)，共69頁(yè)。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)路由器能對(duì)其互聯(lián)的兩個(gè)異構(gòu)形網(wǎng)絡(luò)的幀格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。F.R主機(jī)A主機(jī)BTokenRingEthernetrouterArouterBKingNet第19頁(yè)，共69頁(yè)。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)路由器所聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的廣播包被隔離在本網(wǎng)段之內(nèi)，起到了防火墻作用。根據(jù)統(tǒng)計(jì)的80/20規(guī)律，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的80％信息是在同一個(gè)LAN中交換的，使80％的信息不會(huì)經(jīng)路由器轉(zhuǎn)到其它網(wǎng)絡(luò)上，隔離廣播風(fēng)暴，從面提高了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的帶寬。KingNet第20頁(yè)，共69頁(yè)。網(wǎng)間尋徑和數(shù)據(jù)傳送尋徑的依據(jù)是經(jīng)過(guò)每個(gè)路由器中的路由表。路由表指明了從源站點(diǎn)到目的站點(diǎn)的一條路徑。路由協(xié)議是生成路由表的方法，分為靜態(tài)路由協(xié)議和動(dòng)態(tài)路由協(xié)議。KingNet第21頁(yè)，共69頁(yè)。網(wǎng)間尋徑和數(shù)據(jù)傳送靜態(tài)路由協(xié)議：手工為每臺(tái)路由器編寫(xiě)一張固定不變的靜態(tài)路由表；動(dòng)態(tài)路由協(xié)議：為每臺(tái)路由器配置一個(gè)動(dòng)態(tài)路由尋徑協(xié)議，讓該路由協(xié)議自動(dòng)形成和刷新路由表。動(dòng)態(tài)路由協(xié)議有：RIP、RIPⅡ、IGRP、EIGRP、OSPF、IS－IS、BGP、EGP等。KingNet第22頁(yè)，共69頁(yè)。流量管理包過(guò)濾：過(guò)濾某些用戶不需要的信息流，減少網(wǎng)絡(luò)流量，緩解網(wǎng)絡(luò)阻塞。包括對(duì)特定的工作站、某些網(wǎng)絡(luò)或子網(wǎng)、某些協(xié)議。KingNet第23頁(yè)，共69頁(yè)。流量管理優(yōu)先權(quán)：對(duì)特定服務(wù)的包給予特別的優(yōu)先權(quán)，使某些對(duì)延時(shí)敏感的包快速通過(guò)。排隊(duì)：對(duì)某幾類服務(wù)進(jìn)行排隊(duì)通過(guò)KingNet第24頁(yè)，共69頁(yè)。解決擁塞問(wèn)題輸出速度跟不上輸入速度，路由器的緩存可能被淹沒(méi)。采用源抑制，發(fā)現(xiàn)擁塞時(shí)，向源主機(jī)發(fā)送源抑制的ICMP報(bào)文，源主機(jī)收到報(bào)文后，降速發(fā)送。KingNet第25頁(yè)，共69頁(yè)。冗余和容錯(cuò)負(fù)載分流（LoadSharing）負(fù)載均衡（LoadBalancing）雙路由熱備份（Hot-Stand-By）KingNet第26頁(yè)，共69頁(yè)。三、路由器工作原理路由器的工作原理路由器的結(jié)構(gòu)和啟動(dòng)過(guò)程路由器的基本配置KingNet第27頁(yè)，共69頁(yè)。路由器的工作原理路由器工作在OSI模型中下三層，最高層為網(wǎng)絡(luò)層，通過(guò)統(tǒng)一的第三層來(lái)屏蔽底兩層的不同，從而實(shí)現(xiàn)多個(gè)獨(dú)立的異種網(wǎng)互聯(lián)，并通過(guò)路由表實(shí)現(xiàn)尋徑；由于是一個(gè)存儲(chǔ)－轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)包的過(guò)濾、優(yōu)先、排隊(duì)等流量管理。KingNet第28頁(yè)，共69頁(yè)。路由器的工作原理路由器A路由器BIP尋徑IP尋徑IP數(shù)據(jù)報(bào)邏輯網(wǎng)IP層加幀頭去幀頭幀傳輸和直接尋徑數(shù)據(jù)鏈路層物理層KingNet第29頁(yè)，共69頁(yè)。路由器的工作原理Cisco路由器的IOS（InternetworkOperatingSystem）是路由器的操作系統(tǒng),就象計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)一樣。KingNet第30頁(yè)，共69頁(yè)。路由器內(nèi)存體系結(jié)構(gòu)RAMNVRAMFlashROMConsoleAuxiliarInterfacesKingNet第31頁(yè)，共69頁(yè)。內(nèi)存:ROMROM：相當(dāng)于PC的BIOS。存放引導(dǎo)程序和IOS的一個(gè)最小子集。為只讀存儲(chǔ)器，系統(tǒng)掉電，程序不會(huì)丟失。KingNet第32頁(yè)，共69頁(yè)。內(nèi)存：FlashFlash：包含壓縮的IOS和微代碼是一種可擦寫(xiě)，可編程的ROM，系統(tǒng)掉電，程序不會(huì)丟失。KingNet第33頁(yè)，共69頁(yè)。內(nèi)存：NVRAMNVRAM（No-VoliateRAM）：存放路由器的配置文件。系統(tǒng)掉電，程序不會(huì)丟失。KingNet第34頁(yè)，共69頁(yè)。內(nèi)存：RAM動(dòng)態(tài)內(nèi)存，系統(tǒng)掉電，內(nèi)容丟失。CommandExecutiveInternetworkOperatingSystemProgramActiveConfigurationFileTableBufferRAMKingNet第35頁(yè)，共69頁(yè)。路由器的啟動(dòng)過(guò)程首先運(yùn)行ROM的程序，進(jìn)行系統(tǒng)自檢和引導(dǎo)，然后讀Flash內(nèi)的IOS，裝入DRAM中，并從NVRAM中讀入路由器的配置，計(jì)算并生成路由表。KingNet第36頁(yè)，共69頁(yè)。路由表生成過(guò)程開(kāi)機(jī)初始化時(shí)形成初步路由表通過(guò)與相鄰路由器交換路由信息刷新完善路由表KingNet第37頁(yè)，共69頁(yè)。四、Cisco簡(jiǎn)介 世界上占領(lǐng)先地位的網(wǎng)間網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)和產(chǎn)品服務(wù)供應(yīng)商。1984年成立于加州MenloPark。取名于SanFrancisco

KingNet第38頁(yè)，共69頁(yè)。全球重要的網(wǎng)絡(luò)廠商交換機(jī)份額：35％路由器份額：60％Internet骨干網(wǎng)路由器：80％KingNet第39頁(yè)，共69頁(yè)。產(chǎn)品系列全系列產(chǎn)品滿足不同用戶的要求Cisco1600Cisco2500Cisco2600Cisco3600Cisco4000As5200/5300As5800Cisco7200Cisco7500Cisco12000KingNet第40頁(yè)，共69頁(yè)。路由器產(chǎn)品系列部門級(jí)：1600、2500多媒體：2600、3600企業(yè)級(jí)：4000、7200骨干級(jí)：7500電信運(yùn)營(yíng)級(jí)：12000訪問(wèn)服務(wù)：5200、5300、5800KingNet第41頁(yè)，共69頁(yè)。Cisco的IOS版本應(yīng)用KingNet第42頁(yè)，共69頁(yè)。五、路由器基本配置三種工作模式各端口地址連入WAN包封裝路由協(xié)議KingNet第43頁(yè)，共69頁(yè)。三種工作模式用戶模式Router>特權(quán)模式Router>enablePassword:Router#KingNet第44頁(yè)，共69頁(yè)。三種工作模式全局模式Router#configtermEnterconfigurationcommands,oneperline.EndwithCNTL/Z.Router(config)#KingNet第45頁(yè)，共69頁(yè)。幫助HELP?。?！在任何模式、任何情況下均可鍵入“？”來(lái)得到幫助。Router>？Router#？Router(config)#?KingNet第46頁(yè)，共69頁(yè)。配置局域口Router(config)#inte0Router(config-if)#Router(config-if)#noshutdownRouter(config-if)#exitKingNet第47頁(yè)，共69頁(yè)。配置廣域口并封裝協(xié)議Router(config)#ints0Router(config-if)#encapframe-relayRouter(config-if)#frame-relaylmi-typeansiRouter(config-if)#frmapip200.61.16.251104broKingNet第48頁(yè)，共69頁(yè)。路由協(xié)議配置Router(config)#routerigrp100Router(config-router)#Router(config-router)#exitKingNet第49頁(yè)，共69頁(yè)。查看路由器狀態(tài)Router#showints0Router#showiprouteRouter#showrunKingNet第50頁(yè)，共69頁(yè)。六、路由器故障分析物理層故障鏈路層故障網(wǎng)絡(luò)層故障路由器常見(jiàn)故障表現(xiàn)路由器使用注意事項(xiàng)KingNet第51頁(yè)，共69頁(yè)。物理層故障指為網(wǎng)絡(luò)提供物理連接的硬件故障ModemModemDDN節(jié)點(diǎn)用戶端局端?臺(tái)卡KingNet第52頁(yè)，共69頁(yè)。物理層故障主要有：外線不通、Modem未加電。KingNet第53頁(yè)，共69頁(yè)。路由器表現(xiàn)（本端）Router#showints0

Serial0isdown,lineprotocolisdownEncapsulationHDLC，·······DCD=downDSR=downDTR=downRTS=downCTS=downKingNet第54頁(yè)，共69頁(yè)。路由器表現(xiàn)（對(duì)端）Router#showints0

Serial0isup,lineprotocolisdownKingNet第55頁(yè)，共69頁(yè)。鏈路層故障故障因素較多ModemModemDDN節(jié)點(diǎn)用戶端局端??????臺(tái)卡KingNet第56頁(yè)，共69頁(yè)。路由器表現(xiàn)Router#showints0

Serial0isup,lineprotocolisdownDCD=DSR=DTR=RTS=CTS=或Serial0isup,lineprotocolisupSerial0isup,lineprotocolisdown循環(huán)KingNet第57頁(yè)，共69頁(yè)。鏈路層故障因素路由器廣域口損壞Modem和路由器的連接電纜損壞用戶Modem損壞異種路由器互聯(lián)，鏈路層封裝協(xié)議不一致。局端卡式Modem損壞;局端端口壞局端轉(zhuǎn)接電纜損壞KingNet第58頁(yè)，共69頁(yè)。鏈路層故障因素（續(xù)）網(wǎng)管數(shù)據(jù)沒(méi)做上或沒(méi)做對(duì)DTU網(wǎng)管設(shè)置，DCD置高中繼不好或沒(méi)做對(duì)幀中繼線路中，封裝Annex-D未配E1信令為CCS，時(shí)隙對(duì)應(yīng)問(wèn)題。KingNet第59頁(yè)，共69頁(yè)。鏈路層故障因素（續(xù)）局端Modem的時(shí)鐘跳線不對(duì)，造成雖然連通，但傳輸速度極慢，且有丟包現(xiàn)象。DDN節(jié)點(diǎn)機(jī)下的分配盤端口壞以上兩點(diǎn)造成循環(huán)UPdown對(duì)端路由器關(guān)機(jī)KingNet第60頁(yè)，共69頁(yè)。故障排除網(wǎng)管分段打環(huán)測(cè)誤碼網(wǎng)管分段打環(huán)，路由器接收。從用戶端Modem燈的狀態(tài)判斷，TD不亮，基本上是用戶端設(shè)備損壞。設(shè)備替換KingNet第61頁(yè)，共69頁(yè)。網(wǎng)絡(luò)層故障點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路，路由器廣域網(wǎng)端口IP地址不在同一網(wǎng)段上。路由協(xié)議配置不正確KingNet第62頁(yè)，共69頁(yè)。路由器表現(xiàn)Router#showints0

Serial0isup,lineprotocolisup就是ping不通ping目的網(wǎng)絡(luò)地址時(shí)，規(guī)律性的大規(guī)模的丟包KingNet第63頁(yè)，共69頁(yè)。故障排除檢查端口IP地址檢查路由協(xié)議的設(shè)計(jì)KingNet第64頁(yè)，共69頁(yè)。路由器常見(jiàn)故障廣域端口壞，表現(xiàn)為lineprotocolisdown,或lineprotocol頻繁up和down。非正常啟動(dòng)或IOS損壞，表現(xiàn)為提示符comm